CN108389593B - 磁记录介质用衬底及硬盘驱动器 - Google Patents

磁记录介质用衬底及硬盘驱动器 Download PDF

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Abstract

一种磁记录介质用衬底，在其铝合金衬底的表面上形成有NiP基镀膜。铝合金衬底含有9.5质量％以上13.0质量％以下范围的Si、0.05质量％以上0.40质量％以下范围的Mn、0.30质量％以上0.40质量％以下范围的Zn、0.005质量％以上0.03质量％以下范围的Sr、0.05质量％以上0.50质量％以下范围的Cu、0.05质量％以上且0.50质量％以下范围的Mg、0.03质量％以上0.30质量％以下范围的Zr。在合金结构上，铝合金衬底的Si颗粒或Al‑Si系化合物颗粒之中的最大粒径为8μm以上的颗粒的分布密度为300个/mm2以下。NiP基镀膜的厚度为7μm以上。磁记录介质用衬底的外径为53mm以上，厚度为0.9mm以下，杨氏模量为79GPa以上。

Description

磁记录介质用衬底及硬盘驱动器
技术领域
本发明涉及一种磁记录介质用衬底及硬盘驱动器(HDD：Hard Disk Drive)。
背景技术
近些年，对于用于硬盘驱动器的磁记录介质，正在实现记录密度的显著提高。特别是自MR(Magneto Resistive：磁阻)磁头及PRML(Partial Response Maximum Likelihood：局部响应最大拟然)技术导入以来，磁记录介质的面记录密度进一步得到提高。
另外，由于近些年互联网的发展和大数据的应用，数据中心内的数据储存量也在持续增大。并且，由于数据中心的空间上的限制，需要提高数据中心的每个单位体积的存储容量。换言之，为了提高每台标准化的硬盘驱动器的存储容量，正在尝试除了提高每片磁记录介质的存储容量，同时还增加容纳在驱动器外壳内部的磁记录介质的片数。
作为磁记录介质用衬底，主要使用铝合金衬底和玻璃衬底。其中，与玻璃衬底相比，铝合金衬底具有更高的韧性且制造更容易，因此铝合金衬底被用于外径较大的磁记录介质。由于用于3.5英寸的硬盘驱动器的磁记录介质的铝合金衬底的厚度通常为1.27mm，因此最多能够容纳5片磁记录介质。
为了增加容纳在驱动器外壳内部的磁记录介质的片数，尝试了将用于磁记录介质的衬底薄型化。
然而，当将衬底薄型化时，与玻璃衬底相比，铝合金衬底更容易发生抖动(fluttering)。
抖动是指当使磁记录介质高速旋转时所产生的磁记录介质的不稳定，如果抖动变大，则会难以对硬盘驱动器稳定地进行读取。
例如，在玻璃衬底的情况下，已知为了抑制抖动而使用比模量(比杨氏模量)较高的材料作为磁记录介质用衬底的材料(例如参见专利文献1)。
另外，尝试了通过向3.5英寸的硬盘驱动器的驱动器外壳内部封入氦气来降低抖动，从而将铝合金衬底薄型化，并在驱动器外壳内部容纳6片以上的磁记录介质。
磁记录介质用衬底一般是通过以下步骤来制造。首先，将厚度为大约2mm以下厚度的铝合金板冲压成所需尺寸的环形。接着，对冲压后的铝合金板实施内外径的倒角加工以及数据面的旋切加工后，为了减小旋切加工后的铝合金板的表面粗糙度及起伏，利用磨石实施研磨加工，从而形成铝合金衬底。之后，为了赋予表面硬度并抑制表面缺陷，对铝合金衬底的表面进行镀NiP。接着，针对形成有NiP镀膜的铝合金衬底的两面(数据面)实施抛光加工。
由于磁记录介质用衬底为批量产品，并希望较高的性价比，因此希望铝合金具有较高的机械加工性和廉价性。
专利文献2公开了一种铝合金，其含有0.3质量％～6质量％的Mg、0.3质量％～10质量％的Si、0.05质量％～1质量％的Zn、以及0.001质量％～0.3质量％的Sr，剩余由Al及杂质构成。
另外，专利文献3公开了一种磁盘用铝合金衬底，其含有0.5质量％以上24.0质量％以下的Si、0.01质量％以上3.00质量％以下的Fe，剩余由Al及不可避免的杂质构成。
另外，专利文献4公开了一种磁盘用Al-Mg系合金压延板的制造法，其将含有0.1重量％以下的Zr的Al-Mg系合金连续铸造成板厚为4mm～10mm的薄板，不对该铸造板进行均热处理而是以50％以上的强加工率进行冷压延后，在300℃～400℃的温度下进行退火，从而制造表层部的平均晶体粒径为15μm以下的压延板。在此，Al-Mg系合金含有2.0重量％～6.0重量％的Mg、0.01重量％～0.1重量％的Ti、B的一种或两种，并进一步含有0.03重量％～0.3重量％的Cr、0.03重量％～0.3重量％的Mn的一种或两种。
<专利文献>
专利文献1：日本特开2015-26414号公报
专利文献2：日本特开2009-24265号公报
专利文献3：国际公开第2016/068293号
专利文献4：日本特开平6-145927号公报
发明内容
<本发明所要解决的问题>
鉴于上述以往的情况，本发明的目的在于提供一种磁记录介质用衬底，其能够增加容纳在标准化的硬盘驱动器外壳内的磁记录介质的片数，换言之，即使进行薄型化也能够降低抖动，并且机械加工性优异。
<用于解决问题的方案>
(1)一种磁记录介质用衬底，在该磁记录介质用衬底的铝合金衬底的表面上形成有NiP基镀膜，其特征在于，所述铝合金衬底含有9.5质量％以上13.0质量％以下范围的Si、0.05质量％以上0.40质量％以下范围的Mn、0.30质量％以上0.40质量％以下范围的Zn、0.005质量％以上0.03质量％以下范围的Sr、0.05质量％以上0.50质量％以下范围的Cu、0.05质量％以上且0.50质量％以下范围的Mg、0.03质量％以上0.30质量％以下范围的Zr，所述铝合金衬底的Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒之中的最大粒径为8μm以上的颗粒的分布密度为300个/mm2以下，所述NiP基镀膜的厚度为7μm以上，所述磁记录介质用衬底的外径为53mm以上，厚度为0.9mm以下，杨氏模量为79GPa以上。
(2)根据(1)所述的磁记录介质用衬底，其中，当将所述磁记录介质用衬底的杨氏模量设为E[GPa]，将所述磁记录介质用衬底的密度设为ρ[g/cm3]时，E/ρ为29以上。
(3)一种磁记录介质用衬底，在该磁记录介质用衬底的铝合金衬底的表面上形成有NiP基镀膜，其特征在于，所述NiP基镀膜的厚度为7μm以上，当将所述磁记录介质用衬底的杨氏模量设为E[GPa]，将所述磁记录介质用衬底的密度设为ρ[g/cm3]时，E/ρ为29以上。
(4)根据(3)所述的磁记录介质用衬底，其中，所述磁记录介质用衬底的杨氏模量为79GPa以上87GPa以下的范围，密度为2.7g/cm3以上3.0g/cm3以下的范围。
(5)根据(3)或(4)所述的磁记录介质用衬底，其中，所述磁记录介质用衬底的外径为53mm以上，厚度为0.9mm以下。
(6)一种硬盘驱动器，其特征在于，所述硬盘驱动器具有6片以上的磁记录介质，所述磁记录介质使用了根据(1)至(5)中任一项所述的磁记录介质用衬底。
(7)根据(6)所述的硬盘驱动器，其中，所述硬盘驱动器中的硬盘驱动器外壳的内部气氛为大气。
(8)根据(6)或(7)所述的硬盘驱动器，其中，所述硬盘驱动器为3.5英寸的硬盘驱动器。
<发明的效果>
根据本发明，能够提供一种磁记录介质用衬底，其能够增加容纳在标准化的硬盘驱动器外壳内的磁记录介质的片数，换言之，即使进行薄型化也能够降低抖动，并且机械加工性优异。
附图说明
图1是表示本实施方式中所使用的研磨盘的一例的立体图。
图2是表示本实施方式中的磁记录介质的一例的剖面示意图。
图3是表示本实施方式中的硬盘驱动器的一例的立体图。
图4是表示用于形成实施例和比较例的铝合金衬底的成分调整后的铝合金材料的成分的图。
图5是表示实施例和比较例的铝合金衬底的性能的图。
图6是实施例1的铝合金衬底的合金结构的背散射电子像。
图7是实施例1的铝合金衬底的合金结构的Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒的粒径分布的直方图。
图8是表示实施例和比较例的磁记录介质的基底的特性和评价结果的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式中的磁记录介质用衬底详细进行说明。
在本实施方式中的磁记录介质用衬底中，在铝合金衬底的表面上形成有NiP基镀膜。铝合金衬底含有9.5质量％以上13.0质量％以下范围的Si、0.05质量％以上0.40质量％以下范围的Mn、0.30质量％以上0.40质量％以下范围的Zn、0.005质量％以上0.03质量％以下范围的Sr、0.05质量％以上0.50质量％以下范围的Cu、0.05质量％以上且0.50质量％以下范围的Mg、0.03质量％以上0.30质量％以下范围的Zr。在合金结构上，铝合金衬底的Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒之中的最大粒径为8μm以上的颗粒的分布密度为300个/mm2以下。NiP基镀膜的厚度为7μm以上。磁记录介质用衬底的外径为53mm以上，厚度为0.9mm以下，杨氏模量为79GPa以上。
在本发明的磁记录介质用衬底中，在于中心具有开口部的圆盘形的铝合金衬底的表面上形成有NiP基镀膜。并且，在使用了本实施方式中的磁记录介质用衬底的磁记录介质中，在磁记录介质用衬底的NiP基镀膜上依次层叠了的磁性层、保护层及润滑膜等。另外，在硬盘驱动器中，将磁记录介质的中心部安装在主轴电机的转动轴上，一边使磁头在由主轴电机所转动驱动的磁记录介质的表面上浮动行走，一边对磁记录介质进行信息的写入或读出。
在硬盘驱动器中，由于是以5000rpm以上的速度使磁记录介质高速旋转，因此如果磁记录介质用衬底的机械特性较低，则会难以进行硬盘驱动器中的稳定读取。
本申请的发明人发现：抖动与磁记录介质用衬底的杨氏模量及密度之间存在密切的关系，通过提高磁记录介质用衬底的杨氏模量，从而能够降低抖动。并且，本申请的发明人发现：通过将磁记录介质用衬底的杨氏模量设为79GPa以上，从而能够制造外径为53mm以上、厚度为0.9mm以下的磁记录介质用衬底。
本实施方式中的铝合金衬底含有9.5质量％以上13.0质量％以下范围的Si，优选含有10.0质量％以上12.0质量％以下范围的Si。
本实施方式中的铝合金衬底含有0.05质量％以上0.40质量％以下范围的Mn，优选含有0.10质量％以上0.30质量％以下范围的Mn。
本实施方式中的铝合金衬底含有0.30质量％以上0.40质量％以下范围的Zn，优选含有0.32质量％以上0.38质量％以下范围的Zn。
本实施方式中的铝合金衬底含有0.005质量％以上0.03质量％以下范围的Sr，优选含有0.01质量％以上0.02质量％以下范围的Sr。
本实施方式中的铝合金衬底含有0.05质量％以上0.50质量％以下范围的Cu，优选含有0.10质量％以上0.30质量％以下范围的Cu。
本实施方式中的铝合金衬底含有0.05质量％以上且0.50质量％以下范围的Mg，优选含有0.10质量％以上且0.30质量％以下范围的Mg。
本实施方式中的铝合金衬底含有0.03质量％以上0.30质量％以下范围的Zr，优选含有0.05质量％以上0.15质量％以下范围的Zr。
在合金结构上，本实施方式中的铝合金衬底的Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒之中的最大粒径为8μm以上的颗粒的分布密度为300个/mm2以下，优选为100个/mm2以下，最优选为0。
本实施方式中的铝合金衬底由必须的添加元素、适当添加的添加元素、不可避免的杂质、以及剩余的Al构成，该必须的添加元素由Si、Mn、Zn、Sr、Cu、Mg、Zr七种元素组成。
由于本实施方式中的铝合金衬底含有大量的Si，因此能够大幅提高铝合金衬底的杨氏模量。然而，由于在含有大量Si的合金的合金结构中，分散有大量的Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒，因此根据制造条件，Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒有时最终会生长至最大粒径为8μm～10μm或比其更大的尺寸。并且，如果在铝合金衬底的合金结构中高密度地存在最大粒径为8μm以上的Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒，则会无法在铝合金衬底的表面均匀地成膜NiP基镀膜，NiP基镀膜的膜质会变得不均匀。
为了解决该类问题，在本实施方式中，在铝合金衬底中添加Sr。由此，能够使Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒细化，并使设在铝合金衬底的表面的NiP基镀膜均匀。另外，当使本实施方式中的Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒细化时，能够提高铝合金的机械加工性。
另外，在本实施方式中的铝合金衬底中，Zr为必须的添加元素。
Zr常被用作针对Al-Mg系合金的添加元素，其目的是为了获得在合金中细微析出的Al3Zr的钉扎效应。
另一方面，关于向本实施方式中的Al-Si系合金添加Zr的添加效果，根据本申请的发明人的研究，除了具有与Sr同样的使Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒细化的效果以外，还具有通过在铝合金结构内形成细微的Si2Zr化合物从而提高铝合金衬底的杨氏模量的效果。由此，能够使Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒之中的最大粒径为8μm以上的颗粒的分布密度为300个/mm2以下，同时能够使磁记录介质用衬底的杨氏模量为79GPa以上。
以下，对各添加元素详细进行说明。
由于Si向Al中的固溶量较少，因此除了形成Al-Si系化合物所需的量以外，作为Si的单体分子分散在合金结构中。在分散有Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒的合金结构中，通过利用切削工具所进行的Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒的粉碎、或者Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒与Al母相之间的界面处的剥离，从而使切屑迅速分断，提高了合金的切削性。
另外，利用作为必须元素所添加的Sr或者任意添加的Na、Ca，使Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒球状化并且细化，借此也提高了合金的切削性。
如果Si含量小于9.5质量％，则提高合金杨氏模量的效果会降低，提高合金切屑分断性的效果不足，如果大于13.0质量％，则虽然提高了合金的切削分断性，但是切削工具的磨损变得显著，磁记录介质用衬底的生产效率会降低。
Mn在合金结构中会细微析出，具有提高合金的机械性质的效果。
如果Mn的含量小于0.05质量％，则提高合金的机械性质的效果会不足，如果大于0.40质量％，则提高合金的机械性质的效果会饱和，无法进一步提高合金的机械性质。
Zn会在合金结构中固溶，同时会与其他添加物结合并作为析出物分散在合金结构中。因此，能够提高合金的机械性质，并能够利用与其他固溶型元素的协同效应来提高合金的切削性。
如果Zn的含量小于0.30质量％，则提高合金的机械性质的效果会不足，如果大于0.40质量％，则有可能合金的耐腐蚀性会降低。
通过使Sr与Si共存，使得凝固时的共晶Si、初晶Si球状化并且细化。因此，能够间接地使得合金的切削分断性良好，能够提高合金的切削性，同时能够抑制切削工具的磨损及损伤。另外，在连续铸造、挤出、拉拔等工艺中，能够使Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒均匀且细微地分散，并进一步提高合金的切削性。此外，设在铝合金衬底的表面的NiP基镀膜的结构变得均匀，并且NiP基镀膜的膜质也变得均匀。
换言之，当将以往的含有大量Si的铝合金用于磁记录介质用衬底时，由于在Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒的表面难以形成NiP基镀膜，因此在该位置容易发生凹陷、凹点(pit)等缺陷。
在本实施方式中，能够解决该类以往的问题，并提供具有均匀镀膜的磁记录介质用衬底。
如果Sr的含量小于0.005质量％，则提高合金的切削性的效果不足。另外，由于Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒并未球状化而产生锐角部，因此切削工具的磨损变得显著。另一方面，如果Sr的含量大于0.03质量％，则提高合金的切削性的效果饱和，无法进一步提高合金的切削性。另外，由于结晶出初晶SrAl4，变得难以形成NiP基镀膜，因此在结晶出初晶SrAl4的位置变得容易发生凹陷、凹点等缺陷。
Cu具有由于相对于Al固溶从而提高合金强度的效果、以及由于形成Al2Cu相从而进一步提高合金强度的效果。
如果Cu的含量小于0.05质量％，则提高合金强度的效果会不足，如果大于0.50质量％，则提高合金强度的效果会饱和，无法进一步提高合金的强度。
与Cu同样，Mg具有相对于Al固溶从而强化合金的效果、以及由于形成Mg2Si相从而进一步提高合金强度的效果。
如果Mg的含量小于0.05质量％，则提高合金强度的效果会不足，如果大于0.50质量％，则提高合金强度的效果会饱和，无法进一步提高合金的强度。
如上所述，Zr具有与Si结合并形成细微的Si2Zr化合物从而提高铝合金衬底的杨氏模量的效果，同时具有随着Si2Zr化合物的形成而进一步使Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒细化的效果。
如果Zr的含量小于0.03质量％，则提高铝合金衬底的杨氏模量的效果会不足，如果大于0.30质量％，则提高铝合金衬底的杨氏模量的效果会饱和，无法进一步提高铝合金衬底的杨氏模量。
作为适当添加的添加元素，可以举出Fe、Cr、Ti、Pb、Bi、B、V、Na、Ca等。
适当添加的添加元素的各自添加量通常为1质量％以下。另外，适当添加的添加元素的添加量总量通常为4质量％以下。
作为适当添加的添加元素的添加效果，如以4000系的铝-硅合金通常已知的那样，可举出铸造性(流动性、收缩性、耐热抗开裂性)的改善、机械性质的提高、机械加工性(切削性)的提高、结晶粒的细化等。
另一方面，如果适当添加的添加元素的各自添加量大于1质量％，或者适当添加的添加元素的添加量总量大于4质量％，则由于作为必须的添加元素的Si、Mn、Zn、Sr、Cu、Mg、Zr的添加效果会降低，因此并不优选。特别是，为了加强必须的添加元素的添加效果，适当添加的添加元素的各自添加量优选为0.5质量％以下，更优选0.1质量％以下。
本实施方式中的铝合金衬底可以使用公知的方法制造。例如，在对调节了成份的份量的合金材料进行加热熔融、并铸造后，轧制成板材，之后，加工成规定尺寸的在中心具有开口部的圆盘状的衬底。另外，通过在对圆盘状的衬底进行加工的工序的前后设置加热、退火工序，从而能够缓和衬底中内在的变形，并将衬底的杨氏模量调节至适当的范围内。
本实施方式中的铝合金衬底的外径为53mm以上。如上所述，对于本实施方式中的铝合金衬底，由于是以为了增加标准化的硬盘驱动器外壳中所容纳的磁记录介质的片数为目的被使用，因此需要能够容纳在标准化的硬盘驱动器外壳、即2.5英寸的硬盘驱动器、3.5英寸的硬盘驱动器等中。并且，在2.5英寸的硬盘驱动器中，使用最大直径约为67mm的衬底，在3.5英寸的硬盘驱动器中，使用最大直径约为97mm的衬底。因此，本实施方式中的铝合金衬底的外径需要为53mm以上。
另外，本实施方式中的铝合金衬底特别优选用于更高记录容量的3.5英寸的硬盘驱动器。在通常的3.5英寸的硬盘驱动器中，最多容纳5片厚度为1.27mm的磁记录介质。相比之下，由于本实施方式中的磁记录介质用衬底的厚度为0.9mm以下，因此能够容纳6片以上的磁记录介质。
另外，本实施方式中的磁记录介质衬底用于能够降低抖动，因此能够承受在大气氛围下的使用，无需向硬盘驱动器外壳的内部封入氦等低分子量的气体，能够降低高记录容量的硬盘驱动器的制造成本。另外，如果将本实施方式中的能够承受在大气氛围下使用的磁记录介质用衬底用于氦等低分子量的气体气氛中，则能够进一步降低抖动。
本实施方式中的NiP基镀膜的厚度为7μm以上，进一步优选为10μm以上。
虽然在通常的磁记录介质用衬底用所使用的NiP基镀膜的厚度小于7μm，但是在本实施方式中，通过使NiP基镀膜的厚度为7μm以上，从而将磁记录介质用衬底的杨氏模量提高至79GPa以上。
在本实施方式中，作为NiP基镀膜，优选使用NiP基合金。
NiP基合金由P、适当添加的添加元素、不可避免的杂质、剩余的Ni构成。
NiP基合金优选包含10质量％以上15质量％以下范围的P。由此，与镀敷前的衬底相比，能够提高磁记录介质用衬底的杨氏模量。
另外，在本实施方式中，作为NiP基镀膜，优选使用NiWP基合金。
NiWP基合金由W、P、适当添加的添加元素、不可避免的杂质、剩余的Ni构成。
NiWP基合金优选包含15质量％以上22质量％以下范围的W、以及3质量％以上10质量％以下范围的P。由此，能够进一步提高磁记录介质用衬底的杨氏模量。
NiP基镀膜可以使用以往以来所使用的方法来形成。例如，可以使用在NiP基合金的镀液中添加了W盐的镀液。
作为W盐，例如可以使用钨酸钠、钨酸钾，钨酸铵等。
镀敷(plating)优选通过无电镀(electroless plating)来进行。
镀膜的厚度可以通过在镀液中的浸渍时间、镀液的温度来调节。
对于镀敷条件并无特别限定，优选镀液的pH值为5.0～8.6，镀液的温度为70℃～100℃，更优选为85℃～95℃，在镀液中的浸渍时间为90分钟～150分钟。
优选对镀敷后的衬底进行加热处理。由此，能够进一步提高镀膜的硬度，并进一步提高磁记录介质用衬底的杨氏模量。
对镀敷后的衬底所实施的加热处理的温度优选为300℃以上。
在本实施方式中，当将磁记录介质用衬底的杨氏模量设为E[GPa]，将磁记录介质用衬底的密度设为ρ[g/cm3]时，优选E/ρ为29以上。
如上所述，本申请的发明人发现抖动与磁记录介质用衬底的杨氏模量之间存在密切的关系，通过提高磁记录介质的杨氏模量能够降低抖动。
在此，在以往的磁记录介质用铝合金衬底中较多情况是使用5000系铝合金，5000系铝合金的密度约为2.8g/cm3，杨氏模量约为74GPa，E/ρ约为26.4。
另一方面，本实施方式中的铝合金衬底通过在Al中添加预定量的由Si、Mn、Zn、Sr、Cu、Zr六种元素组成的必须的添加元素而构成，因而具有杨氏模量较高的优异特性。另外，由于本实施方式中的铝合金衬底只含有不可避免的杂质程度、即0.01质量％以下程度的ρ较大的Fe等，因此能够降低ρ。因此，本实施方式中的磁记录介质用衬底的杨氏模量为79GPa以上87GPa以下的范围，密度为2.7g/cm3以上3.0g/cm3以下的范围，由此，能够使E/ρ为29以上。
E/ρ为29以上的磁记录介质用衬底是以往无法得到的，当用于硬盘驱动器时，能够降低抖动，获得极其优异的特性。
本实施方式中的磁记录介质用衬底的制造方法优选在对铝合金衬底实施了镀敷之后，针对实施有镀敷的铝合金衬底的表面实施抛光加工。
另外，在本实施方式中，从兼顾平滑且划痕较少的表面质量的提高和生产性的提高的观点来看，优选采用具有使用了多个独立研磨盘的两级以上的抛光工序的多级抛光方式。
例如，可以进行粗抛光工序和精抛光工序，该粗抛光工序作为对实施了镀敷的铝合金衬底的表面进行抛光的工序，使用第一研磨盘一边供给包含氧化铝磨粒的研磨液一边进行抛光，该精抛光工序在对所抛光的铝合金衬底进行了清洗后，使用第二研磨盘一边供给包含二氧化硅磨粒的研磨液一边进行抛光。
图1表示出研磨盘的一例。
研磨盘10包括一对上下的定盘11、12，一边在沿相互相反方向旋转的定盘11、12之间夹着多片衬底W，一边利用设在定盘11、12上的研磨垫13对这些衬底W进行抛光。
图2表示出本实施方式中的磁记录介质的一例。
在磁记录介质111中，在磁记录介质用衬底1上依次层叠有磁性层2、保护层3及润滑剂层4。
需要说明的是，在本实施方式中的磁记录介质中，可以应用公知的层叠构造。
图3表示出本实施方式中的硬盘驱动器的一例。
硬盘驱动器101包括容纳在硬盘驱动器外壳130中的磁记录介质111、用于沿记录方向驱动磁记录介质111的介质驱动部123、由记录部和再现部构成的磁头124、用于使磁头124相对于磁记录介质111相对移动的头移动部126、以及用于对来自磁头124的记录再现信号进行处理的记录再现信号处理部128。
由于降低了抖动，因此能够将磁记录介质用衬底1薄型化。因此，通过增加在标准化的硬盘驱动器外壳的内部所容纳的磁记录介质111的片数，从而能够提供高记录容量的硬盘驱动器101。
另外，由于磁记录介质用衬底1的机械加工性较高，能够廉价地进行制造，因此能够降低高记录容量的硬盘驱动器的每比特的成本。
另外，磁记录介质用衬底1由于降低了大气中的抖动，因此无需在硬盘驱动器外壳的内部封入氦等低分子量的气体，并能够降低高记录容量的硬盘驱动器101的制造成本。
另外，硬盘驱动器101特别优选用于高记录容量的3.5英寸的硬盘驱动器。
[实施例]
(实施例1～19、比较例1～4)
以下，通过实施例可以使本发明的效果更明确。需要说明的是，本发明并不限定于以下实施例，在不改变其主旨的范围内可适当改变来实施。
(铝合金衬底的制造)
图4是表示用于形成实施例和比较例的铝合金衬底的成分调整后的铝合金材料的成分的图。用于制造铝合金衬底的具有图4所示的成分的成分调整后的合金是通过以80mm/分钟的铸造速度进行直接冷却铸造来制造的。将由成分调整后的合金所制造的铸锭在460℃下保持2小时进行均匀化，然后进行轧制以形成厚度为1.2mm的板状部件。然后，将该板状部件冲压成具有97mm外径并在其中心具有开口的圆盘形板(或衬底)。在380℃下对该圆盘形板烧结1小时后，利用金刚石钻头对圆盘形板的顶面、底面及端面进行旋转加工，以形成铝合金衬底。
例如，图4中所示的实施例1的用于形成铝合金衬底的铝合金具有以下成分：11.00质量％的Si、0.10质量％的Mn、0.35质量％的Zn、0.015质量％的Sr、0.20质量％的Cu、0.05质量％的Mg、0.03质量％的Zr、以及铝合金的剩余量的Al。关于其它实施例2至19的铝合金的成分如图4所示。另一方面，例如，图4中所示的比较例1的用于形成铝合金衬底的铝合金具有以下成分：9.40质量％的Si、0.20质量％的Mn、0.33质量％的Zn、0.01质量％的Sr、0.20质量％的Cu、0.20质量％的Mg、0.15质量％的Zr、以及铝合金的剩余量的Al。关于其它比较例2至14的铝合金的成分如图4所示。
图5是表示实施例1至19和比较例1至14的铝合金衬底的性能的图。例如，实施例1的铝合金具有96mm的外径、0.800mm的厚度、具有最大粒径为6.7μm且最大粒径8μm以上的颗粒的分布密度为0个/mm2的Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒、以及67.7的维氏硬度Hv。关于其它实施例2至19的铝合金的性能如图5所示。另一方面，例如，比较例1的铝合金具有96mm的外径、0.800mm的厚度、具有最大粒径为4.0μm且最大粒径8μm以上的颗粒的分布密度为0个/mm2的Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒、以及63.6的维氏硬度Hv。关于其它比较例2至14的铝合金的性能如图5所示。
(Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒)
对铝合金衬底的合金结构进行剖面观察，测定Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒的最大粒径、最大粒径为8μm以上的颗粒的分布密度。
具体来说，将样品切成10mm见方，嵌入树脂中以制作样本。此时，作为嵌入用树脂，使用了Demotec 20(Bodson Quality Control公司制)(以粉末：液体＝2：1(质量比)进行混合，室温固化型)。接着，通过对样品进行湿式抛光，在相对于轧制方向水平的方向上切割出剖面后，对样品进行蚀刻。此时，在室温下，通过将样品浸渍在2.3质量％的氢氟酸水溶液中30秒并取出后，用流水清洗1分钟，从而对样品进行蚀刻。
这里，使用作为FE-SEM(Field Emission-Scanning Electron Microscope：场发射型扫描电子显微镜)的JSM-7000F(日本电子公司制)，拍摄蚀刻后的样品的合金结构的背散射电子像。此时，预先利用碳沉积对样品进行导电处理，将倍率设定为2000倍来拍摄背散射电子像。根据场区域为2774μm2的该背散射电子像，使用WinROOF(版本6.5)进行二值化处理，并对Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒的最大粒径以及最大粒径为8μm以上的颗粒的分布密度进行测定。具体来说，利用判别分析法，将阈值设定为200～255(二值化不起作用时设定为135～255)，进行二值化处理。针对所得到的图像，实施凹痕填充处理及将粒径为0.3μm以下的颗粒除去的处理，并对Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒的最大粒径及最大粒径为8μm以上的颗粒的分布密度进行测定。
图6表示出实施例1的铝合金衬底的合金结构的背散射电子像。
图7表示出实施例1的铝合金衬底的合金结构的Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒的粒径分布的直方图。
需要说明的是，在实施例1的铝合金衬底的合金结构中，Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒的最大粒径为6.70μm。
(维氏硬度(Hv))
根据JIS(日本工业标准)Z 2244，对铝合金衬底的维氏硬度(Hv)进行了测定。
图8是表示实施例1至19和比较例1至14的磁记录介质用衬底的特性和评价结果的图。在图8中，分别对于机械加工性以及镀敷性能，双圆圈标记“◎”表示特别适合使用的优异状态，单圆圈标记“○”表示适合使用的满意状态，叉标记“×”表示不适合使用的不满意状态。
例如，实施例1的磁记录介质用衬底具有厚度为10μm、杨氏模量E为82.2GPa、密度ρ为2.71g/cm3、比率E/ρ为30.33、抖动位移为3.2μm、机械加工性优异、镀敷性能优异的NiP基镀膜。关于其它实施例2至19的磁记录介质用衬底的特性和评价结果如图8所示。另一方面，例如，比较例1的磁记录介质用衬底具有厚度为10μm、杨氏模量E为77.9GPa、密度ρ为2.72g/cm3、比率E/ρ为28.64、抖动位移为3.5μm、机械加工性优异、镀敷性能优异的NiP基镀膜。关于其它比较例2至14的磁记录介质用衬底的特性和评价结果如图8所示。
(无电镀膜的形成)
在铝合金衬底的表面形成Ni88P12(P的含量为12质量％，剩余为Ni)膜作为NiP基镀膜。
在镀液中，使用硫酸镍、次磷酸钠、醋酸铅，在其中适当添加柠檬酸钠、硼酸钠，调整各成分的份量，从而得到上述成分的NiP基镀膜。此时，镀液的pH值为6，镀液的温度为90℃，在镀液中的浸渍时间为2小时。另外，将镀敷后的铝合金衬底在300℃下加热3分钟。
(镀敷性能)
利用倍率为1000倍的微分干涉光学显微镜对镀敷后的铝合金衬底的表面进行观察，根据平坦性、有无细孔对镀敷性能进行评价。
(抛光加工)
作为研磨盘，使用具有一对上下的定盘的三级研磨机，针对形成有NiP基镀膜的铝合金衬底的表面实施抛光加工，制作磁记录介质用衬底。此时，对于研磨垫，使用绒毛型垫(Filwel公司制)。并且，在第一级的抛光中，使用D50为0.5μm的氧化铝磨粒，第二级抛光中，使用D50为30nm的胶体二氧化硅磨粒，第三级抛光中，使用D50为10nm的胶体二氧化硅磨粒。另外，各级的抛光时间为5分钟。
接着，对磁记录介质用衬底的杨氏模量、密度进行测定。
(杨氏模量)
基于日本工业标准JIS2280-1993，在室温下对磁记录介质用衬底的杨氏模量进行了测定。需要说明的是，试验片是长度为50mm、宽度为10mm、厚度为1.0mm的长方体。
(密度)
使用构成元素的密度的文献值，计算出磁记录介质用衬底的密度。
接着，对磁记录介质用衬底的抖动位移、机械加工性进行了评价。
(抖动位移)
使磁记录介质用衬底以10000rpm进行旋转，使用He-Ne激光位移计对在磁记录介质用衬底的最外周表面处发生的抖动的位移进行了测定。
(机械加工性)
利用1000倍的微分干涉光学显微镜对铝合金衬底的表面进行观察，根据其平坦性对机械加工性进行了评价。
(评价)
从图8中所示的磁记录介质用衬底的特性和评价结果可以看出，实施例1至19的磁记录介质用衬底尽管较薄但具有较小的抖动。从图8还可以看出实施例1至19的磁记录介质用衬底尽管较薄但具有优异或满意的机械加工性(表面光滑度)。换言之，与比较例1至14相比，实施例1至19的磁记录介质用衬底的特性和评估结果更令人满意。
根据上述实施方式及实施例，能够提供一种磁记录介质用衬底，其即使对磁记录介质的厚度进行薄型化也能够降低抖动。因此，能够增加容纳在标准化的硬盘驱动器外壳内的磁记录介质的片数，并能够提供高记录容量(或高存储容量)。另外，能够提高在制造磁记录介质时的衬底的机械加工性。
符号说明
1 磁记录介质用衬底
2 磁性层
3 保护层
4 润滑剂层
10 研磨盘
11 定盘
12 定盘
13 研磨垫
W 衬底
101 硬盘驱动器
111 磁记录介质
123 介质驱动部
124 磁头
126 头移动部
128 记录再现信号处理部
130 硬盘驱动器外壳

Claims (6)

1.一种磁记录介质用衬底，在该磁记录介质用衬底的铝合金衬底的表面上形成有NiP基镀膜，其特征在于，
所述铝合金衬底含有9.5质量％以上13.0质量％以下范围的Si、0.05质量％以上0.40质量％以下范围的Mn、0.30质量％以上0.40质量％以下范围的Zn、0.005质量％以上0.03质量％以下范围的Sr、0.05质量％以上0.50质量％以下范围的Cu、0.05质量％以上且0.50质量％以下范围的Mg、0.03质量％以上0.30质量％以下范围的Zr，
所述铝合金衬底的Si颗粒或Al-Si系化合物颗粒之中的最大粒径为8μm以上的颗粒的分布密度为300个/mm2以下，
所述NiP基镀膜的厚度为7μm以上，
所述磁记录介质用衬底的外径为53mm以上，厚度为0.9mm以下，杨氏模量为79GPa以上，
所述铝合金衬底含有0.01质量％以下的Fe。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质用衬底，其中，当将所述磁记录介质用衬底的杨氏模量设为E[GPa]，将所述磁记录介质用衬底的密度设为ρ[g/cm3]时，E/ρ为29以上。
3.根据权利要求1所述的磁记录介质用衬底，其中，所述磁记录介质用衬底的杨氏模量为79GPa以上87GPa以下的范围，密度为2.7g/cm3以上3.0g/cm3以下的范围。
4.一种硬盘驱动器，其特征在于，所述硬盘驱动器具有6片以上的磁记录介质，所述磁记录介质使用了根据权利要求1至3中任一项所述的磁记录介质用衬底。
5.根据权利要求4所述的硬盘驱动器，其中，所述硬盘驱动器中的硬盘驱动器外壳的内部气氛为大气。
6.根据权利要求4或5所述的硬盘驱动器，其中，所述硬盘驱动器为3.5英寸的硬盘驱动器。
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